UTTAGNING TILL KEMILYMPIADEN 2003 TERETISKT PRV 2003-04-08 Provet omfattar 7 uppgifter, till vilka du ska ge fullständiga lösningar, om inte annat anges. Inga konstanter ges i problemtexten. Dessa hämtas vid behov ur tabell. Uppgifterna är inte ordnade efter svårighetsgrad. Du får poäng för korrekt löst deluppgift, även om du inte behandlat hela uppgiften. Provtid: 180 minuter. jälpmedel: Miniräknare, tabell- och formelsamling samt medföljande bilaga med aminosyror. Läs detta först! Börja lösningen av varje uppgift på ett nytt papper (enkelt A4-ark). Lämna en marginal om minst 3 cm på varje papper. Skriv NAMN, FÖDELSEDATUM och SKLA på VARJE inlämnat papper. Uppgift 1 (6 poäng) Vinsyra finns bl.a. i vindruvor. Vinsyra förekommer i flera stereoisomera former. Nedan ser du fyra stereoformler av vinsyra. Bindningar ritade med en svart triangel pekar mot betraktaren och de streckade bindningarna pekar in i papperet. A B D a) Numrera kolatomerna uppifrån och ned 1-4. Ange numren på den/de kolatomer i vinsyra som är asymmetriska centra. b) Visar några av stereoformlerna isomerer som är enantiomerer? I så fall vilka? c) Visar några av stereoformlerna en och samma isomer av vinsyra? I så fall vilka? d) Isomeren med strukturformel A har smältpunkten 170 º och vrider planpolariserat ljus +12º. Vad kan du utifrån dessa värden säga om smältpunkter och optisk vridning för isomererna med stereoformlerna B-D? Skriv av tabellen nedan och fyll i dina svar. m det inte går att avgöra värdet, skriv Går ej att avgöra. A B D Smältpunkt 170 º ptisk vridning +12º Uppgift 2 (7 poäng) a) En proteinblandning som innehåller fyra olika proteiner ska separeras genom gelfiltrering. I vilken ordning elueras dessa fyra proteiner? Förklara varför de elueras i denna ordning. Ribonukleas Molmassan = 13 700 g/mol Ferritin Molmassan = 440 000 g/mol Tyroglobulin Molmassan = 669 000 g/mol Katalas Molmassan = 232 000 g/mol
b) Nedanstående två pentapeptider separeras med gelelektrofores vid p 7,3. Vilken av dessa vandrar fortast? Varför vandrar de olika fort? Peptid A: Val-Pro-is-Asp-Ile Ett prov bestående av aminosyror analyseras med tunnskiktskromatografi. Tre referens-aminosyror används: asparaginsyra, leucin och glycin. TLplattan är polär relativt lösningsmedlet. c) Identifiera vilken referens som är vilken aminosyra utifrån deras struktur. d) Ange vilka aminosyror som provet innehåller. e) Förklara varför aminosyrorna vandrar som de gör. Peptid B: Glu-Gln-Thr-Asp-Tyr Prov Ref1 Ref2 Ref3 Lösningsmedelsfront Provpåsättning Uppgift 3 (9 poäng) Förening A är en ester av en enprotonig karboxylsyra. Formeln kan skrivas R---R. Man väger upp 0,544 g av ämnet A och tillsätter 50,0 cm 3 0,100 mol/dm 3 natriumhydroxidlösning. Blandningen får reagera under återloppskokning. a) Skriv formeln för den reaktion som sker. Efter avkylning återtitreras överskottet av hydroxidjoner med 0,100 mol/dm 3 saltsyra. Det går åt 10,00 cm 3. b) Beräkna esterns molmassa. Man sätter sedan till ett överskott av saltsyra till reaktionsblandningen. Den organiska syran bildar då en fällning, som filtreras, tvättas och torkas. En elementaranalys av syran visar att masshalten kol är 68,8 %, masshalten väte är 5,0 % och resten är syre. c) Bestäm syrans molekylformel. d) Rita esterns strukturformel och ange dess namn. e) Nedan ser du ett masspektrum av förening A. Vilka strukturelement (delar av föreningen) har gett fragmenten med massan 15, 77, 105 och 136. Toppen med massan 51 är svårtolkad och behöver inte redovisas. 100 105 75 Intensitet 50 77 136 25 51 15 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Massa / u
Uppgift 4 (8 poäng) a) Skriv noggranna strukturformler (elektronformler) för ammoniak, koldioxid, svaveldioxid och nitratjon. Sätt ut alla valenselektroner. b) Vilka är bindningsvinklarna i molekylerna/jonerna? Motivera dina svar. c) Vilka av molekylerna/jonerna är dipoler? Motivera ditt svar. Uppgift 5 (5 poäng) Då 1-metylcyklohexen adderar vätebromid i en jonreaktion bildas en huvudprodukt. a) Rita strukturformel för huvudprodukten och namnge den. b) Visa reaktionsmekanismen för bildandet av huvudprodukten. Sätt ut alla fria elektronpar och rita pilar som visar elektronflödet. Var också noggrann med laddningar på atomerna. Uppgift 6 (9 poäng) Nedan visas titrerkurvan då 20,0 cm 3 0,100 mol/dm 3 vattenlösning av ammoniak titreras med 0,200 mol/dm 3 saltsyra. a) Skriv reaktionsformel för titrerreaktionen. b) Beräkna p i punkt A då ingen saltsyra har tillsatts. c) Beräkna volymen tillsatt saltsyra i punkt B d) Beräkna p i punkt B e) Beräkna p i punkt. är har man tillsatt hälften av den volym saltsyra som är tillsatt i punkt B. A p B Tillsatt volym l
Uppgift 7 (16 poäng) Man analyserar ett prov av havsvatten, som kan anses innehålla natriumklorid, magnesiumklorid, natriumsulfat och kalciumklorid men inga andra jonföreningar. alten av de olika jonslagen bestäms på följande sätt. Koncentrationen av kloridjoner bestäms genom Mohrtitrering. 100,0 cm 3 havsvatten späds till 1,000 dm 3 i en mätkolv. 15,00 cm 3 av den spädda lösningen förbrukar vid titrering 6,85 cm 3 silvernitratlösning med koncentrationen 0,1000 mol/dm 3. a) Beräkna koncentrationen av kloridjoner i havsvattnet. Koncentrationen av sulfatjoner bestäms genom utfällning av bariumsulfat. Till 100,0 cm 3 havsvatten sätts överskott av bariumnitratlösning så att man kan anse att alla sulfatjoner fällts ut som bariumsulfat. Fällningen avskiljs, tvättas, torkas och vägs. Den väger 0,6302 g. b) Beräkna koncentrationen av sulfatjoner i havsvattnet. Koncentrationen av kalcium- och magnesiumjoner bestäms genom titrering med Na-EDTAlösning med koncentrationen 0,0109 mol/dm 3. Man överför 20,00 cm 3 havsvatten till en 100,0 cm 3 mätkolv och lösningen späds till märket. 25,00 cm 3 av den spädda lösningen förbrukar vid titreringen 27,52 cm 3 Na-EDTA-lösning. c) Skriv formel för reaktionen mellan lösningen av EDTA, 2 Y 2-, och kalcium- eller magnesiumjon. d) Beräkna havsvattnets koncentration av magnesium- och kalciumjoner. Koncentrationen av kalciumjoner bestäms genom permanganattitrering. Till 100,0 cm 3 havsvatten sätter man en koncentrerad lösning av ammoniumoxalat, (N 4 ) 2 2 4, så att alla kalciumjoner fälls ut som kalciumoxalat. Kalciumoxalatet avskiljs sedan och löses i varm svavelsyra. Mängden oxalatjoner bestäms genom titrering med 0,0200 mol/dm 3 lösning av kaliumpermanganat, KMn 4. Då förbrukas 22,00 cm 3 kaliumpermanganatlösning. e) Skriv formeln för utfällning av kalciumoxalat. f) Skriv formeln för reaktion mellan oxalatjoner och permanganatjoner. I sur lösning bildas koldioxid och mangan(ii)joner. g) Beräkna havsvattnets koncentration av kalciumjoner. h) Beräkna havsvattnets koncentration av magnesiumjoner i) Beräkna havsvattnets koncentration av natriumjoner. j) Beräkna havsvattnets halt av natriumklorid, Nal, magnesiumklorid, Mgl 2, natriumsulfat, Na 2 S 4, och kalciumklorid, al 2. Ge svaret som g/dm 3.
SVAR RÄTTNINGSMALL TILL DET TERETISKA PRVET 2003-04-08 Med tanke på provets omfattning och svårighetsgrad görs inga avdrag för olämpligt antal gällande siffror i svaren. Räknefel som inte leder till uppenbar katastrof tolereras också. m ett resultat i en deluppgift ska användas i följande deluppgifter, ges full poäng på den senare deluppgiften, även om ett felaktigt ingångsvärde använts, såvida inte resultatet är uppenbart orimligt. Uppgift 1 (6 p) a) Kolatomerna 2 och 3 är asymmetriska centra b) Isomererna A och D är enantiomerer (De är varandras spegelbilder). c) Stereoformlerna B och visar identiska föreningar (Ses lätt om stereoformlerna roteras 180 i papperets plan) d) A B D Smältpunkt 170 º Går ej att avgöra Går ej att avgöra 170 º ptisk vridning +12º 0º 0º 12º 0,5 poäng ges för varje korrekt ifylld ruta 3p Uppgift 2 (7 p) a) Tyroglobulin elueras först följt av ferritin och katalas medan ribonukleas kommer sist. De största molekylerna elueras först eftersom de små molekylerna går in i gelkornen och retarderas därmed medan de stora molekylerna passerar mellan gelkornen. b) Peptid B vandrar fortast Proteinerna som separeras är ungefär lika stora. Detta innebär att de kommer att separeras enbart efter sin laddning. Peptid A har vid p 7,3 en negativ laddning medan peptid B har två negativa laddningar och rör sig därmed fortare mot anoden. c) Ref1 = leucin Ref2 = asparaginsyra Ref3 = glycin d) Provet innehåller: leucin + glycin e) Att aminosyrorna vandrar som de gör beror på deras polaritet. En polär molekyl interagerar mer med den polära TL-plattan och retarderas därför medan en opolär aminosyra följer med det opolära lösningsmedlet och vandrar därmed längre. Uppgift 3 (9 p) a) R---R + R-- + R - b) Total substansmängd Na: n(na) = 0,100 50,0 10 3 mol = 5,00 10 3 mol Substansmängd saltsyra vid återtitrering: n(l) = 0,100 10,0 10 3 mol = 1,00 10 3 mol 1 mol Na 1 mol l 1 mol ester n(ester) = n(na) n(l) = (5,00 10 3 1,00 10 3 ) mol = 4,00 10 3 mol Esterns molmassa: 0,544/4,00 10 3 g/mol = 136 g/mol c) :: = (68,8/12,01) : (5,0/1,01) : ((100 68,8 5,0)/16,00) = 5,73 : 4,95 : 1,64 3,5 : 3 : 1 = 7 : 6 : 2 Detta ger den empiriska formeln 7 6 2. Eftersom syran inte kan ha större molmassa än estern är detta också syrans molekylformel. 3 d) (), metylbensoat () 2p e) 15: 3 77: 6 5 105: 6 5 136: ela molekylen (4 x 0,5p) 2p 2p
Uppgift 4 (8 p) a) 0,5 p per korrekt formel. 2p b) N 3 : svar i intervallet 107º - 109,5º godtas 2 : 180 S 2 : svar i intervallet 117º - 120º godtas N 3 : 120 4 x 0,5p 2p Molekyler och fleratomiga joner ordnar sina valenselektroner, så att dessa kommer så långt ifrån varandra som möjligt, d.v.s. så att de fördelar sig så jämnt som möjligt i rymden. c) Svaveldioxid och ammoniak Poäng ges endast för helt rätt svar. I samtliga strukturer ingår två olika atomslag med olika elektronegativitet. Det ger polära kovalenta bindningar med en ojämn laddningsfördelning. I koldioxid och nitratjon sammanfaller centrum för positiv laddning och negativ laddning och inga dipoler erhålls. I svaveldioxid och ammoniak sammanfaller ej centra och molekylerna är dipoler. (Även resonemang baserat på resonansstrukturer och formella laddningar godtas) Uppgift 5 (5 p) a) 1-brom-1-metylcyklohexan (), strukturformel, se under b) () 2p b) 3 + Br 3 + Br 2p Br stabilaste karbokatjonen (tertiär) 3 3p Uppgift 6 (9 p) a) N 3 + + N 4 + eller N3 + 3 + N 4 + + 2 b) I punkt A bestäms p av protolysen av ammoniak. K b (N 3 ) = 1,78 10 5 mol/dm 3 N 3 + 2 N 4 + + Konc. vid start / (mol/dm 3 ) 0,100 Konc vid jämvikt / (mol/dm 3 ) 0,100 x x x 2 5 x Jämviktsekvationen: 1,78 10 = x = 1,33 10 3 0,100 x [ ] = 1,33 10 3 mol/dm 3, [ + ] = K w /[ ] = 7,55 10 12 mol/dm 3, p = 11,12 2p c) Substansmängd ammoniak i titrerkolven: n(n 3 ) = 20,0 10 3 0,100 mol = 0,00200 mol I punkt B, ekvivalenspunkten, gäller att tillsatt substansmängd saltsyra, n(l) = n(n 3 ). V(l) = 0,00200 / 0,200 dm 3 = 0,0100 dm 3 = 10,0 cm 3 d) I punkt B, ekvivalenspunkten, har ammoniaken överförts till ammoniumjon. p bestäms av protolysen av ammoniumjon. K a (N 4 + ) = 5,62 10 10 mol/dm 3 n(n 4 + ) = 20,0 10 3 0,100 mol = 0,00200 mol. (N 4 + ) = 0,00200 / ((20,0 + 10,0) 10 3 ) mol/dm 3 = 0,0667 mol/dm 3.
N 4 + + 2 N 3 + 3 + Konc. vid start / (mol/dm 3 ) 0,0667 Konc vid jämvikt / (mol/dm 3 ) 0,0667 x x x 2 10 x Jämviktsekvationen: 5,62 10 = x = 6,12 10 6 0,0667 x [ + ] = 6,12 10 6 mol/dm 3, p = 5,21 3p e) I punkt, halvtitrerpunkten, har hälften av den ursprungliga substansmängden ammoniak överförts till ammoniumjon. Då är [N 3 ] = [N 4 + ] och p = pka (N 4 + ) = 9,25 2p Uppgift 7 (16 p) a) Ag + + l Agl(s) n(ag + ) = 0,1000 6,85 10 3 mol = 6,85 10 4 mol. I titrerkolven: n(l ) = n(ag + ) = 6,85 10 4 mol. Total substansmängd kloridjon i hela provet: (1000/15) 6,85 10 4 mol = 0,04567 mol Koncentration kloridjon i havsvattnet: [l ] = (0,04567/0,1000) mol/dm 3 = 0,457 mol/dm 3 b) Ba 2+ + S 4 2 BaS4 (s) n(s 4 2 ) = n(ba 2+ ) = 0,6302/233,39 mol = 2,70 10 3 mol. [S 4 2 ] = 2,70 10 3 / (100,0 10 3 ) mol/dm 3 = 0,0270 mol/dm 3 2p c) 2 Y 2 + a 2+ ay 2 + 2 + d) n( 2 Y 2 ) = 0,0109 27,52 10 3 mol = 3,00 10 4 mol. I titrerkolven: n(a 2+ ) + n(mg 2+ ) = n( 2 Y 2 ) = 3,00 10 4 mol. Total substansmängd Mg 2+ + a 2+ i hela provet: (100/25) 3,00 10 4 mol = 1,20 10 3 mol Koncentration av jonerna i havsvattnet: [a 2+ ] + [Mg 2+ ] = (1,20 10 3 mol /0,020) mol/dm 3 = 0,0600 mol/dm 3 e) a 2+ + 2 4 2 a2 4 (s) f) 2Mn 4 + 52 4 2 + 16 + 2Mn 2+ + 102 + 8 2 2p g) n(mn 4 ) = 0,0200 22,0 10 3 mol = 4,40 10 4 mol n(a 2+ ) = n( 2 4 2 ) = (5/2) n(mn4 ) = 1,10 10 3 mol [a 2+ ] = (1,10 10 3 / 0,1000) mol/dm 3 = 0,0110 mol/dm 3 2p h) [Mg 2+ ] = 0,0600 mol/dm [a 2+ ] = (0,0600 0,0110) mol/dm 3 = 0,0490 mol/dm 3 i) Villkoret att summan av positiv och negativ laddning ska vara lika (laddningsvillkoret) ger: 2 ([a 2+ ] + [Mg 2+ ]) + [Na + 2 ] = 2[S 4 ] +[l ] 2 0,0600 + [Na + ] = 2 0,0270 + 0,4567 [Na + ] = 0,3907 mol/dm 3 2p j) Betrakta 1dm 3 av havsvattnet: Sulfatjonerna kommer endast från Na 2 S 4 : m(na 2 S 4 ) = (0,0270 142,05) g = 3,84 g. 0,5p Kalciumjonerna kommer endast från al 2 : m(al 2 ) = (0,0110 110,98) g = 1,22 g 0,5p Magnesiumjonerna kommer endast från Mgl 2 : m(mgl 2 ) = 0,0490 95,20) g = 4,66 g 0,5p Natriumjonerna kommer från såväl Na 2 S 4 som Nal. n(na + ) = n(nal) + 2 n(na 2 S 4 ) n(nal) = n(na + ) 2 n(na 2 S 4 ) = (0,3907 2 0,0270) mol = 0,3367 mol m(nal) = (0,3367 58,44) g = 19,68 g (man kan också räkna på kloridjonerna) 1,5p
EXPERIMENTELLT PRV 2003-04-09 Provet omfattar två uppgifter, som redovisas enligt anvisningarna. Provtid: 180 minuter. jälpmedel: Miniräknare. BS! EJ tabell- och formelsamling Börja redovisningen av varje uppgift på ett nytt papper (enkelt A4-ark). Lämna en marginal om minst 3 cm på varje papper. Skriv NAMN, FÖDELSEDATUM och SKLA på VARJE inlämnat papper! Skyddsglasögon ska användas under hela det experimentella provet. Riskbedömning (måttligt riskfylld laboration) Kemikalie risk klartext Zinksulfat R36/38 irriterande R50/53 miljöfarlig Eriokromsvart (Erio-T) R36 irriterande R51/53 miljöfarlig 0,1 mol/dm 3 Na, dvs < 2%-ig lösning R36/38 irriterande (irriterar ögon och hud,frätande) Det prov du fått ut innehåller natriumklorid, Nal, och zinksulfat, ZnS 4 x 2. Du får veta provblandningens totala massa. Du ska lösa upp provet i avjonat vatten och med hjälp av en vätejonmättad katjonbytare bestämma substansmängden vätejoner som motsvarar de natriumjoner och zinkjoner som finns i provet. I uppgift 9 ska du bestämma mängden zinkjoner genom en komplexometrisk titrering med EDTA. Med ledning av dessa resultat ska du beräkna x i formeln ZnS 4 x 2. Uppgift 8 (15 poäng) Genomförande Överför hela det erhållna (invägda) provet till en 250 cm 3 mätkolv och lös upp provet till en slutvolym av 250 cm 3. Denna lösning (lösning A) ska användas även i uppgift 9. Till jonbytaren, som aldrig få gå torr, sätter du 60 cm 3 avjonat vatten som får rinna igenom kolonnen. Det erhållna eluatet få vara blankprov vid bestämningen. Blankprovet titreras med 0,100 mol/dm 3 Na (provledaren anger noggrann konc. av denna lösning ) med fenolftalein som indikator. Därefter tillsätts 10,0 cm 3 provlösning till jonbytaren och sedan lösningen helt sjunkit ner i jonbytarmassan får ytterligare 50 cm 3 avjonat vatten rinna igenom jonbytaren. Eluatet titreras med 0,100 mol/dm 3 Na med fenolftalein som indikator. Redovisning a) Redovisa resultatet av titreringarna på ett klart och överskådligt sätt. b) Beräkna ur dessa data substansmängden vätejoner som motsvarar de natriumjoner och zinkjoner som finns i provet. c) Skriv reaktionsformler för det som sker vid jonbytet och för titreringen. Formeln för den vätejonmättade jonbytarmassan kan skrivas R n
Uppgift 9 (25 poäng) Du ska bestämma substansmängden zinkjoner i erhållet prov genom en komplexometrisk titrering med EDTA. Med ledning av detta resultat och resultatet i uppgift 8 ska du beräkna x i formeln ZnS 4 x 2. x kommer inte att vara ett heltal eftersom saltet förlorar en del av sitt kristallvatten när det lagras. EDTA - molekylen binder till metalljoner så att ett kelatkomplex bildas. Koppling sker mellan EDTA och metalljonen på sex punkter i en oktaedrisk anordning. Det betyder att en EDTA-molekyl motsvarar en metalljon. lika metalljoner binder olika hårt till EDTA. Det finns dessutom ett ämne eriokromsvart, (Erio-T), som har liknande egenskaper som EDTA men som har olika färg om det binder till metalljon eller ej. Eriokromsvart är i basisk lösning blått och om det binder till metalljoner är det rött vid samma höga p. Genomförande Späd provlösningen (lösning A) som du använt i uppgift 8 genom att pipettera 25,0 cm 3 provlösning till en 100 cm 3 mätkolv och späda till märket (lösning B). Pipettera upp 10,0 cm 3 av lösning B i en E-kolv, tillsätt 2 cm 3 ammoniak-salmiak-buffert och tillsätt med en spatel så mycket indikatorblandning att lösningen blir ordentligt färgad. Titrera med 0,0100 mol/dm 3 EDTA-lösning tills den röda färgen slår om till blå. Upprepa denna titrering minst 1 gång. m mindre än 10,0 cm 3 EDTA-lösning åtgår vid den första titreringen pipetteras 20,0 cm 3 vid den andra titreringen. Upprepa titreringen tills du fått minst två överensstämmande resultat. Redovisning a) Redovisa resultatet av titreringarna på ett klart och överskådligt sätt. b) Skriv reaktionsformel för EDTA-titreringen, ( EDTA skrivs 2 Y 2- ). c) Varför kan eriokromsvart användas som indikator vid denna titrering om en ammoniak-salmiakbuffert används? d) Beräkna substansmängden zinksulfat i det erhållna provet. e) Beräkna substansmängden natriumklorid i det erhållna provet. f) Beräkna x i formeln ZnS 4 x 2. Ange värdet på x med en decimal. Det är vanligt att detta salt avger ca 10 % av sitt kristallvatten. Ge ett förslag på antalet kristallvatten som fanns i saltet före vittringen. Atommassa / u 1,008 15,999 l 35,453 Na 22,990 S 32,066 Zn 65,39
SVAR RÄTTNINGSMALL TILL DET EXPERIMENTELLA PRVET 2003-04-09 Till ledaren för experimentella provet: BS! Vägdata skall bifogas lösningarna för varje deltagare. Uppgift 8 (15 poäng) a) Väl genomförd beredning av provlösning och genomfört jonbyte och väl genomförd titrering. Resultatet av titreringen redovisat på ett klart och överskådligt sätt. 10p b) Korrekt reaktionsformel. 2p c) Korrekt beräkning av substansmängden vätejoner som motsvarar de natriumjoner och 3p zinkjoner som finns i provet. Uppgift 9 (25 poäng) a) Resultatet av titreringen redovisat på ett klart och överskådligt sätt med minst 2 överensstämmande titreringar. 12p b) Korrekt reaktionsformel. 2p c) Rätt motivering för att eriokromsvart kan användas som indikator (Zinkjonen bildar starkare komplex med EDTA än med eriokromsvart). d) Korrekt beräkning av zinksulfatet som fanns i det erhållna provet. 3p e) Korrekt beräkning av natriumkloriden som fanns i det erhållna provet. 3p f) Korrekt beräkning av antalet kristallvatten som fanns i zinksulfatet. 4p
Invägda salter zinksulfatheptahydrat 4,035 g natriumklorid 0,426 g totala massan 4,461 g Protokoll fört vid test av det experimentella provet Erhållna provets totala massa 4,461 g provlösningens volym 250 cm 3 (provlösning A) 25,0 cm 3 provlösning A späddes till 100 cm 3 i mätkolv (provlösning B) Uppgift 8 Jonbytare a) 60 cm 3 avjonat vatten fick rinna genom jonbytaren. startvolym 0,00 cm 3 slutvolym 0,10 cm 3 Vid titreringen med 0,101 mol/dm 3 Na åtgick 0,10 cm 3. 10,0 cm 3 provlösning A fick rinna genom jonbytaren med hjälp av 50 cm 3 avjonat vatten. startvolym 0,10 cm 3 slutvolym 14,70 cm 3 Vid titrering åtgick 14,60 cm 3 0,101 mol/dm 3 Na Efter korrigering med blanklösningen 14,50 cm 3 0,101 mol/dm 3 Na b) Detta motsvarar 14,50 0,101 mmol + dvs 1,4645 mmol + i 1/25 av provet. I hela provet fanns positiva joner motsvarande 25 1,4645 mmol + = 36,6125 mmol + dvs 0,03661 mol +. c) R n + Na + NaR n-1 + + R n + Zn 2+ ZnR n-2 + 2 + Uppgift 9 EDTA-titrering a) 10,0 cm 3 av provlösning B titrerades med 0,1022 mol/dm 3 EDTA-lösning, två titreringar gjordes. Titrering 1 startvolym 0,00 cm 3 Titrering 2 startvolym 14,25 cm 3 slutvolym 14,25 cm 3 slutvolym 28,55 cm 3 medelvärde (14,25 + 14,30)/2 cm 3 = 14,28 cm 3 0,01022 mol/dm 3 EDTA b) 2 Y 2- + Zn 2+ ZnY 2 + 2 + c) Zinkjonen bildar ett starkare komplex med EDTA än med Erio-T vid det p som erhålls då ammoniak-salmiakbuffert har tillsatts. d) 14,28 cm 3 0,01022 mol/dm 3 EDTA motsvarar 0,1459 mmol Zn 2+ dvs i provlösning B fanns 1,459 mmol Zn 2+ och i provlösning A fanns 14,59 mmol Zn 2+ Substansmängden ZnS 4 var 0,01459 mol. 0,01459 mol ZnS 4 har massan 0,01459 161,5 g = 2,356 g ZnS 4 e) Substansmängd Nal = 0,03661 mol 2 substansmängd Zn 2+ = (0,03661-2 0,01459 ) mol = 0,00743 mol f) Massan Nal = 0,00743 58,44 = 0,434 g. Totala massan = 4,461 g. Vattnets massa = 4,461 0,434 2,356 = 1,671 g. Substansmängd vatten = 1,671/18,02 mol = 0,0928 mol. Substansmängd vatten per mol zinksulfat = 0,0928/0,1459 mol = 6,36 mol 6,4 mol. Zinksulfatet innehåller 7 mol kristallvatten per mol salt före vittringen.
ANVISNINGAR TILL LEDAREN FÖR DET EXPERIMENTELLA PRVET 2003-04-09 Följande lösningar och blandningar ska vara beredda i förväg EDTA-lösning, konc. 0,0100 mol/dm 3, natriumhydroxidlösning, 0,10 mol/dm 3, med noggrant angiven konc. (tre värdesiffror), ammoniak-salmiakbuffert (11 g N 4 l löses i ca 50 cm 3 avjonat vatten, 70 cm 3 konc. ammoniak tillsätts och lösningen späds med avjonat vatten till 200 cm 3 volym). Indikatorblandning: 1 g eriokromsvart och 100 g Nal blandas väl (t.ex. i mortel). Fenolftaleinlösning. Provblandning av zinksulfatheptahydrat och natriumklorid (se tabell nedan) Ge eleven blandningens totala massa. Glöm inte att bifoga fullständiga vägdata för de elever vilkas lösningar sänds in för rättning! Vätejonmättad katjonbytare t.ex. Dowex 50 W-X8() färdig jonbytare att använda för varje deltagare. Uppgift 8 För varje deltagare ska följande utrustning vara framdukad: Skyddsglasögon, hushållspapper, provblandning med angiven totalmassa, plasttratt (för överföring av provet till mätkolven), mätkolv (250 cm 3 ), pipett (10 cm 3 ), pipettfyllare, jonbytarkolonn med vätejonmättad jonbytare i stativ, mätcylinder (50-100 cm 3 ), droppipett, sprutflaska med vatten (destillerat, avjonat eller osmosrenat), byrett (25-50 cm 3 ) i stativ, magnetomrörare, slaskbägare, liten tratt för byrettpåfyllning, 2 E-kolvar (ca 250 cm 3 ), bägare (100 cm 3 ). Lösningar: natriumhydroxidlösning, 0,10 mol/dm 3, med noggrant angiven konc. (tre värdesiffror), fenolftaleinlösning. Uppgift 9 För varje deltagare ska följande utrustning vara framdukad: Skyddsglasögon, hushållspapper, mätkolv (100 cm 3 ), pipett (25 cm 3 ), pipett (10 cm 3 ), pipettfyllare, byrett (25-50 cm 3 ) i stativ, mätcylinder (10 cm 3 ), magnetomrörare, slaskbägare, liten tratt för byrettpåfyllning, 2 E-kolvar (ca 250 cm 3 ). Lösningar: EDTA-lösning, 0,0100 mol/dm 3, ammoniak-salmiakbuffert, indikatorblandning: eriokromsvart blandad med natriumklorid (se ovan). Ge olika provsammansättning till olika elever. Tabellvärdena nedan är riktvärden (invägning skall ske med 3 decimaler), Tabell för provberedning ( provblandningens totala massa anges vid utdelning av provet) Zinksulfatheptahydrat (g) Nal (g) 4,0 0,4 ( Zinksulfatheptahydrat vittrar och innehåller 3,6 0,5 c:a 6,5 mol vatten per mol salt ) 3,2 0,75 Salterna vägs in med tre decimaler. 3,0 0,8 Tabellvärdena är riktvärden 2,8 1,0 men min- och max-värden för de två 2,5 1,1 salterna bör inte underskridas resp. 2,2 1,1 överskridas BS! Vägdata ska bifogas 2,0 1,2 de inskickade elevlösningarna.
Kemiolympiaden 2003 Andra uttagningen 2003-04-08--09 Försändelsen innehåller: Anvisningar till ledaren för det experimentella provet Överlämnas utan dröjsmål till kemiansvarig lärare 1 sida Resten av materialet förvaras under sekretess till omedelbart före proven. Teoretiskt prov 2003-04-08. Bilaga till teoretiskt prov 2003-04-08. Experimentellt prov 2003-04-09. Kopieras i erforderligt antal exemplar omedelbart före proven. 4 sidor 1 sida 2 sidor Svar och rättningsmall till det teoretiska provet. Svar och rättningsmall till det experimentella provet. Testprotokoll till det experimentella provet. Rättningsprotokoll. Överlämnas till ansvarig lärare i anslutning till provets genomförande. TTALT 3 sidor 1 sida 1 sida 1 sida 14 sidor